Fiche de révision

Physique

Mouvement dans un champ électrique

Oscilloscopes et accélérateurs de particules dévient des faisceaux d’électrons.

www.ndolomath.com

Fiche de révision de Physique : « Mouvement dans un champ électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

Mouvement dans un champ électrique

💡 Idée principale : dans un champ électrique uniforme, une particule chargée subit une force constante

q \vec{E}

. Son poids est négligeable : elle est accélérée ou déviée selon une parabole.

Étapes résumées

$\vec{a} = \frac{q \vec{E}}{m}$ , constante.
Accélération entre deux plaques : $\frac{1}{2} m v^{2} = | q | U$ .
Déviation : trajectoire parabolique entre les plaques.
Après les plaques, mouvement rectiligne uniforme.

Accélérer une particule

1. Théorème de l’énergie cinétique

\frac{1}{2} m v^{2} - \frac{1}{2} m v_{0}^{2} = | q | U

Fiche de révision de Physique : « Mouvement dans un champ électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

Exemple guidé

Un électron part du repos et est accéléré sous 1000 V. Calcule sa vitesse ( $m = 9, 1 \times 10^{- 31}$ kg).

Solution :

v = \sqrt{\frac{2 e U}{m}} = \sqrt{\frac{2 \times 1, 6 \times 10^{- 19} \times 1000}{9, 1 \times 10^{- 31}}}

.

v \approx 1, 9 \times 10^{7} m/s

.

2. Comprendre l’accélération des particules

Une particule chargée placée dans un champ électrique subit la force $\vec{F} = q \vec{E}$ . Son poids est négligeable devant cette force. Si la force est dans le sens de la vitesse, la particule accélère : c’est le principe du canon à électrons. Le travail de la force électrique vaut $q U$ : c’est lui qui donne l’énergie cinétique.

Dévier une particule

3. Entre les plaques d’un condensateur

La particule entre avec une vitesse horizontale.

La force électrique est verticale.

La trajectoire est une parabole.

Fiche de révision de Physique : « Mouvement dans un champ électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

4. Équation de la trajectoire

y = \frac{| q | E}{2 m v_{0}^{2}} x^{2}

La déviation verticale à la sortie permet de mesurer $\frac{q}{m}$ .

La déviation dans l’oscilloscope

Exercice type

Des électrons sortent du canon à $v_{0} = 2, 0 \times 10^{7} m/s$ et entrent entre des plaques de longueur $ℓ = 5, 0 cm$ où règne $E = 1, 0 \times 10^{4} V/m$ . Calcule la déviation verticale à la sortie. ( $\frac{e}{m} = 1, 76 \times 10^{11} C/kg$ )

Solution :
Durée de traversée :

t = \frac{ℓ}{v_{0}} = 2, 5 \times 10^{- 9} s

.
Accélération :

a = \frac{e E}{m} = 1, 76 \times 10^{15} {m/s}^{2}

.
Déviation :

y = \frac{1}{2} a t^{2} = 0, 5 \times 1, 76 \times 10^{15} \times (2, 5 \times 10^{- 9})^{2} \approx 5, 5 mm

.

À retenir

Entre les plaques, la trajectoire est une parabole.
Après les plaques, plus de force : la particule va en ligne droite.
La déviation sur l’écran est proportionnelle à la tension appliquée.

Fiche de révision de Physique : « Mouvement dans un champ électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

À toi de jouer

1. Pourquoi néglige-t-on le poids de l’électron ?

2. Énergie gagnée par un électron sous 100 V ?

3. Forme de la trajectoire entre les plaques ?

Réponses : force électrique beaucoup plus grande · 100 eV · une parabole. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

L’électron est attiré vers la plaque positive.
U est la tension, E = U/d le champ.
Hors des plaques, la particule va en ligne droite.

Méthode

Bilan des forces (poids négligé), 2e loi, équations horaires, puis élimination de t.

Fiche de révision de Physique : « Mouvement dans un champ électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

Va plus loin avec Ndolomath

Ces ressources sont payantes.

Ta classe complète, corrigée

Écris-nous : on t’envoie tous les cours et exercices corrigés de ta classe.

+237 682 468 359 contact.ndolomath@gmail.com

Mouvement dans un champ électrique

Mouvement dans un champ électrique

Accélérer une particule

Exemple guidé

2. Comprendre l’accélération des particules

Dévier une particule

3. Entre les plaques d’un condensateur

4. Équation de la trajectoire

La déviation dans l’oscilloscope

Exercice type

À retenir

À toi de jouer

Erreurs fréquentes

Méthode

Va plus loin avec Ndolomath

Tous les cours et exercices corrigés de Physique

Épreuves séquentielles entièrement corrigées

Sujets d’examen corrigés

Cours de mathématiques de la 6e à la Terminale

Ressources de la 6e à la Terminale

Ta classe complète, corrigée